VII РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ. РЕКОМЕНДАЦИИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ДЕГАЗАЦИИ ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ПОЛОГИХ И НАКЛОННЫХ ПЛАСТОВ
126. Параметры скважин, буримых из участковых выработок на подрабатываемые пласты (рисунок 19), рекомендуется определять по формулам, приведенным в таблице N 10.
127. При бурении скважин из фланговых выработок (рисунок 22) параметры скважин задаются значением угла
Таблица N 9 - Рекомендуемая эффективность схем дегазации подрабатываемых пологих и наклонных пластов скважинами, пробуренными из горных выработок
|
Схема дегазации
|
Условия применения и схема расположения скважин
|
Коэффициент дегазации источника, доли единицы
|
Минимальная величина разрежения у устья скважины
|
|
|
кПа
|
мм рт. ст.
|
|||
|
Скважины пробурены из выработки, отделенной от участка (отрабатываемого столба) целиком угля
|
Скважины пробурены в параллельной очистному забою плоскости над выработкой с исходящей струей
|
0,6
|
13,3
|
100
|
|
То же, но скважины пробурены над выработкой с поступающей струей
|
0,5
|
13,3
|
100
|
|
|
Скважины пробурены из выработки, поддерживаемой за лавой
|
Выработка за лавой охраняется и скважины пробурены с разворотом в сторону очистного забоя из вентиляционной выработки
|
0,5
|
6,7
|
50
|
|
То же с дополнительными скважинами, пробуренными над монтажной камерой
|
0,6
|
6,7
|
50
|
|
|
Скважины пробурены впереди очистного забоя из выработки, погашаемой за лавой
|
Скважины пробурены навстречу очистному забою из вентиляционной выработки
|
0,3
|
6,7
|
50
|
|
То же, но дополнительно пробурены скважины над монтажной камерой
|
0,4
|
6,7
|
50
|
|
|
Скважины пробурены из выработок выемочного поля (комплекс схем дегазации)
|
Скважины пробурены из оконтуривающих выемочное поле выработок и из выработки, поддерживаемой за лавой
|
0,7 - 0,8
|
6,7 - 13,3 <*>
|
50 - 100 <*>
|
|
Сверхдлинные направленные скважины пробурены в плоскости сближенного пласта навстречу очистному забою
|
Скважины пробурены вдоль столба из фланговой выработки
|
0,7 - 0,8
|
13,3
|
100
|
|
Скважины пробурены вдоль столба из участковой выработки
|
0,6 - 0,7
|
13,3
|
100
|
|
--------------------------------
<*> Минимальное значение принимается для скважин, пробуренных позади лавы в направлении очистного забоя.
Таблица N 10 Параметры скважин для дегазации подрабатываемых пологих и наклонных пластов
|
Проведение выработки, из которой бурятся скважины
|
Скважины бурятся в плоскости, параллельной забою лавы (a1 = 0,
|
Скважины бурятся с разворотом от линии падения (восстания) или простирания пласта
|
|||
|
Тангенс угла наклона скважины к горизонту
|
Длина скважины, м
|
Тангенс угла разворота скважины
|
Тангенс угла наклона скважины к горизонту
|
Длина скважины, м
|
|
|
По простиранию пласта
|
|
|
|
|
|
|
По падению или восстанию пласта
|
|
|
|
|
|
Условные обозначения:
MС.П - расстояние от разрабатываемого до сближенного пласта по нормали, м;
b1 - протяженность зоны, препятствующей разгрузке пород у выработки, из которой бурится скважина (ширина охранной зоны), м;
c1 - резерв, учитывающий возможное отклонение скважины от заданного направления, м (принимается равным 5 - 10 м);
h - расстояние по нормали от устья скважины до кровли разрабатываемого пласта (считается положительным, если устье скважины располагается ниже кровли пласта, и отрицательным - выше кровли), м;
Верхний знак (плюс или минус) здесь и в дальнейшем принимается при бурении скважин в сторону падения пласта, нижний - в сторону восстания.
Таблица N 11 - Определение параметров скважин, пробуренных для дегазации подрабатываемых пластов из фланговых выработок
|
Фланговая выработка
|
Угол наклона скважины к горизонту, град.
|
Длина скважины, м
|
|
Горизонтальная
|
|
|
|
Наклонная
|
|
|
128. При бурении развернутых на очистной забой скважин из поддерживаемой за лавой выработки (рисунок 20) параметры скважин задаются величиной a1 которая может рассчитываться по формуле:
|
|
(54)
|
где:
Lб - расстояние от очистного забоя до места установки бурового станка, м;
tб.г - время, необходимое для монтажа станка, бурения, герметизации и подключения скважины к газопроводу, сут;
MС.П - расстояние по нормали между разрабатываемым пластом и сближенным дегазируемым пластом, м;
Таблица N 12 - Значение угла разгрузки подрабатываемой толщи пород
|
Состав пород междупластья
|
Процент от всей мощности междупластья
|
Угол разгрузки
|
|
Песчаники и алевролиты
|
Более 80
|
50 - 55
|
|
То же
|
50
|
60 - 65
|
|
Аргиллиты
|
50
|
60 - 65
|
|
То же
|
60
|
65 - 70
|
|
Песчаники и алевролиты
|
40
|
65 - 70
|
|
Аргиллиты
|
Более 80
|
70 - 80
|
Величина b1 (протяженность зоны, препятствующей интенсивной разгрузке пород вблизи выработки, из которой бурится скважина) определяется по таблице N 13.
Таблица N 13 - Протяженность зоны, в которой скважины защищены от разрушения
|
Способ охраны выработки, из которой пробурены скважины
|
Протяженность зоны, препятствующей разгрузке пород у выработки (b1), м
|
|
Оставление целиков угля
|
lЦ + 5
|
|
Возведение костров, бутокостров, бутовых полос шириной менее 10 м
|
5
|
|
Возведение бутовых полос шириной более 10 м
|
0,5lб
|
lЦ - ширина целика угля, м; lб - ширина бутовой полосы, м.
129. Графическое определение параметров дегазационных скважин при бурении их навстречу очистному забою рекомендуется производить на одномасштабных планшетах или выкопировках с плана горных работ и вертикальном разрезе угленосной толщи дегазируемого участка.
На вертикальном разрезе в лаве по простиранию из точки A (рисунок 26), соответствующей устью скважины, по падению пласта откладывается отрезок AK = b1 - c1.
Из точки K под углом
Рисунок 26 - Графическое определение параметров скважин,
буримых на подрабатываемый пласт
На плане горных работ параллельно вентиляционному штреку на расстоянии AF, взятом с разреза Б - Б, проводится линия FH. Из точки А по линии простирания пласта откладывается отрезок AG, равный величине a1 и затем из точки G восстанавливается перпендикуляр GC к линии AG до пересечения с линией FH. Отрезок AC - проекция скважины на горизонтальную плоскость, угол FAC - искомый угол разворота скважины
На вертикальном разрезе из точки A на горизонтали AH откладывается отрезок AC, взятый из плана горных работ. Из точки C восстанавливается перпендикуляр CD, равный BF. Отрезок AD - искомая длина скважины в соответствующем масштабе, угол DAC - искомый угол наклона скважины к горизонту (угол
130. При бурении скважин в плоскости, параллельной очистному забою (
131. При бурении скважин над монтажной камерой (рисунок 27) геометрические построения начинают на вертикальном разрезе в плоскости нормальной напластованию по линии простирания пласта, где откладывают b1 и c1 и проводят линию KB под углом
Рисунок 27 - Графическое определение параметров скважин,
буримых на подрабатываемый пласт над монтажной камерой
132. При бурении развернутых на очистной забой скважин из поддерживаемой за лавой выработки (рисунок 28) сначала задается длина проекции оси скважины на горизонтальную проекцию оси выработки (a1), равная расстоянию между буровыми камерами, увеличенному на 15 - 20 м.
На вертикальном разрезе из точки A откладывается отрезок AK = b1 + c1 (где b1 - расстояние, равное сумме ширины поддерживаемой выработки и расстояния от устья скважины до выработки). Из точки K под углом
Из точки A (по горизонтальной плоскости) откладывается отрезок AG, равный величине a1, затем из точки G восстанавливается перпендикуляр GC. Угол FAC - искомый угол разворота скважины
Рисунок 28 - Графическое определение параметров скважин,
буримых из поддерживаемой за лавой выработки вслед
очистному забою
Рисунок 29 - Графическое определение параметров
дегазационных скважин, буримых на подрабатываемый
пласт навстречу очистному забою
Рисунок 30 - Графическое определение параметров
дегазационных скважин, буримых на подрабатываемый пласт
в сторону восстания из откаточного штрека
Рисунок 31 - Графическое определение параметров
дегазационных скважин, буримых на подрабатываемый пласт
в сторону восстания из погашаемой вслед за лавой выработки
Рисунок 32 - Графическое определение параметров
дегазационных скважин, буримых на подрабатываемый пласт
из поддерживаемой выработки в лавах по падению
133. Параметры скважин при других вариантах их бурения на подрабатываемые пласты (рисунки 29, 30, 31, 32) рекомендуется определять аналогично указанному выше.
134. Расстояние Lmax, м, в плоскости разрабатываемого пласта от забоя лавы до местоположения проекции зоны максимального метановыделения из сближенного пласта в скважины рассчитывается:
|
|
(55)
|
где:
MС.П - расстояние по нормали между разрабатываемым и сближенным пластами, м;
K'1 и N1 - эмпирические коэффициенты.
При ведении дегазационных работ расстояние Lmax корректируется на основе фактических данных.
Величина K'1 рассчитывается по формуле:
|
|
(56)
|
где:
D, A,
Значение N1 принимается равным 3,3.
135. Влияние скорости подвигания очистного забоя на эффективность дегазации kД.С.П сближенных пластов подземными скважинами рекомендуется определять по формуле:
|
|
(57)
|
где BЛ и
На участках с поддержанием вентиляционных выработок позади очистного забоя лавы величина коэффициента
136.
136. Дебит метана G'Д, м3/мин, и его концентрация CМ, %, в каптируемой газовоздушной смеси на выемочном участке изменяются от зоны максимума газовыделения вдоль отрабатываемого столба по зависимостям:
|
|
(58)
|
|
|
(59)
|
где:
G'max, c'max - дебит, м3/мин, и концентрация метана, %, в скважинах на расстоянии L'max от монтажной камеры соответственно;
bС, KС - эмпирические коэффициенты для различных схем дегазации изменяющиеся в пределах 0,001 - 0,009 и 0,006 - 0,057 соответственно;
L' - длина отрабатываемого выемочного участка от зоны максимального газовыделения (после первой посадки основной кровли), м:
|
|
(60)
|
где:
L - длина выемочного участка, м;
L'max - расстояние (в плоскости разрабатываемого пласта) относительно монтажной камеры до местоположения проекции зоны максимального метановыделения в скважины (после первой посадки основной кровли), м.
137. Расстояние между скважинами, буримыми на подрабатываемые угольные пласты, рекомендуется определять по номограмме рисунка 33.
138. До начала бурения дегазационных скважин на подрабатываемые пласты по схемам, приведенным на рисунках 19 и 20, расстояние rС, м, между ними рекомендуется определять по номограмме (рисунок 33) в зависимости от необходимой эффективности дегазации сближенных подрабатываемых пластов, возможного разрежения в скважинах и коэффициента a'i, характеризующего газоотдачу i-го сближенного пласта.
Рисунок 33 - Определение расстояния между скважинами
при их бурении на подрабатываемые угольные пласты
Величина коэффициента a'i, 1/(мс), рассчитывается:
|
|
(61)
|
где IС.П - газовыделение из сближенных пластов и вмещающих пород в выработки участка, м3/мин:
|
|
(62)
|
где:
AСУТ - суточная производительность лавы, т/сут;
qС.П.П - газовыделение из сближенных подрабатываемых пластов, м3/т;
Lmax.i - расстояние (в плоскости разрабатываемого пласта) от забоя лавы до места положения проекции зоны максимального газовыделения i-го дегазируемого пласта, м;
lОЧ - длина лавы, м;
mi - мощность дегазируемого i-го сближенного пласта, м;
MСП/i - расстояние по нормали между разрабатываемым и i-м сближенным пластами, м;
MР - предельное расстояние по нормали от разрабатываемого пласта до сближенного, при котором газовыделение из сближенного пласта близко нулю, м.
139. При бурении скважин из выработок, погашаемых за лавой, рекомендуется вводить коэффициент снижения эффективности дегазации, определяемый по номограмме (рисунок 34).
140. После завершения дегазационных работ на выемочном участке показатели, входящие в формулы (55), (56), (57), (58), (59), (60), (61) (62), рекомендуется уточнять с учетом данных, полученных за весь период проведения дегазационных работ на выемочном участке.
Рисунок 34 - Снижение эффективности дегазации сближенных
угольных пластов на участках, отрабатываемых с погашением
выработок за лавой